管道常用計算公式

1、管道常用計算公式油氣管線安裝工專業(yè)知識油氣管線安裝工專業(yè)知識o第一章第一章 管道常用計算知識管道常用計算知識o書中初、中、高級工中，書中初、中、高級工中，管道常用計算知識已基本概括，管道常用計算知識已基本概括，為了系為了系統(tǒng)與連貫，我把這些常用計算統(tǒng)編在一起，起到承前啟后，復習統(tǒng)與連貫，我把這些常用計算統(tǒng)編在一起，起到承前啟后，復習熟練各種常用計算的計算內(nèi)容，以便更好地理解工作中遇到的相熟練各種常用計算的計算內(nèi)容，以便更好地理解工作中遇到的相關(guān)知識。關(guān)知識。管道常用計算公式第一節(jié)第一節(jié) 管子質(zhì)量的計算管子質(zhì)量的計算一、管子質(zhì)量的計算一、管子質(zhì)量的計算 理論計算公式：（上冊理論計算公式：（上冊1

2、71171頁）頁）oG= LG= L（D-D-） 單位：千單位：千kgkgo式中式中 GG管子質(zhì)量，千管子質(zhì)量，千kgkg；oLL管長，管長，m m；oDD管外徑，管外徑，m m；o壁厚，壁厚，m m； o管材密度，鋼管管材密度，鋼管=7.85=7.8510103 3kg/mkg/m3 3o鑄鐵鑄鐵=7.24=7.2410103 3kg/mkg/m3 3管道常用計算公式 o若把所有長度單位用若把所有長度單位用dmdm（分米）表示，（分米）表示，用用kg/dmkg/dm3 3, ,則則G G的單位就是的單位就是kgkg。o二、經(jīng)驗公式二、經(jīng)驗公式 G=0.2466G=0.2466（D-D-）.L

3、 kg.L kgo式中式中G G、D D、L L含義同上；含義同上；D D、的單位用習慣表示的的單位用習慣表示的mmmm，L L的單位的單位用習慣表示的用習慣表示的m m，則，則G G的單位是的單位是kgkg。若全部單位（長度）都用。若全部單位（長度）都用dmdm，系，系數(shù)改用數(shù)改用24.6624.66，則，則G G的單位也是的單位也是kgkg。管道常用計算公式 o本公式只適用于鋼管。若是鑄鐵管系數(shù)為本公式只適用于鋼管。若是鑄鐵管系數(shù)為0.022750.02275，銅管改為，銅管改為0.027960.02796，鋁管改為，鋁管改為0.008480.00848，。所謂經(jīng)驗公式只不過是把密度。所謂

4、經(jīng)驗公式只不過是把密度和和的積算出來，再把長度單位改成與的積算出來，再把長度單位改成與kgkg相適的相適的dmdm或習慣表示法?；蛄晳T表示法。（這類公式不提倡）。（這類公式不提倡）。o例：求例：求2192191010無縫鋼管無縫鋼管20m20m的質(zhì)量。的質(zhì)量。o解：已知解：已知L=10m =0.01m =7.85L=10m =0.01m =7.85千千kg/mkg/m3 3 D=0.219m D=0.219m管道常用計算公式 o將已知條件代入公式理論公式：將已知條件代入公式理論公式：oG = 20G = 203.143.14（0.219-0.010.219-0.01）0.010.017.85=

5、1.03033=1.037.85=1.03033=1.03千千kgkgo經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：G = 200G = 2000.024660.02466（2.19-0.12.19-0.1）0. 1=1.030. 1=1.03千千kgkgo答：所求鋼管的質(zhì)量為答：所求鋼管的質(zhì)量為1.031.03千千kgkg。o若把系數(shù)改為若把系數(shù)改為24.6624.66，則，則G G的單位亦為的單位亦為kgkg，上邊例題答案，上邊例題答案1030kg1030kg。管道常用計算公式 o三、查表計算：有關(guān)手冊和所有管工教材附表都有鋼管規(guī)格表，各三、查表計算：有關(guān)手冊和所有管工教材附表都有鋼管規(guī)格表，各種規(guī)格每米質(zhì)量（原

6、稱重量）都在表中列出。種規(guī)格每米質(zhì)量（原稱重量）都在表中列出。oG = L.G = L.每米質(zhì)量每米質(zhì)量 oLL管長，管長，m m。o例如例如1000m1000m公稱直徑公稱直徑40mm40mm的加厚管的質(zhì)量是多少？的加厚管的質(zhì)量是多少？o查表知該規(guī)格管壁厚查表知該規(guī)格管壁厚4.254.25、每米、每米4.58kg4.58kg，那么總質(zhì)量為：，那么總質(zhì)量為： 4.584.581000=4580kg=4.581000=4580kg=4.58噸。（未計接頭焊道高處質(zhì)量）噸。（未計接頭焊道高處質(zhì)量）管道常用計算公式第二節(jié)第二節(jié) 管內(nèi)流量計算管內(nèi)流量計算o一、體積流量一、體積流量oQ=V.A mQ=V

7、.A m3 3/s /s （平均流速（平均流速v, m/sv, m/s，過流斷面面積，過流斷面面積A A，m m2 2）o二、質(zhì)量流量二、質(zhì)量流量( (上冊上冊171171頁）頁）oQ=.v.A.tQ=.v.A.t kg/s kg/s 或千或千kg/skg/so（為流體密度千為流體密度千kg/mkg/m3 3，有時用，有時用kg/dmkg/dm3 3，v v和和A A同上。）同上。）o注意：在注意：在Q Q用用kg/skg/s時，一定采用時，一定采用dmdm計計v v和和A A，這樣不易出錯，一般情況，這樣不易出錯，一般情況采用采用10103 3kg/skg/s（千（千kg/skg/s），即所

8、有長度單位?。?，即所有長度單位取m m。管道常用計算公式 o關(guān)于兩種流量的使用，關(guān)于兩種流量的使用，多使用體積流量多使用體積流量，因為管道尺寸固定，比較，因為管道尺寸固定，比較容易與尺寸相聯(lián)系。在容易與尺寸相聯(lián)系。在化工計算時多采用質(zhì)量流量?；び嬎銜r多采用質(zhì)量流量。除了冷水在計除了冷水在計算流量時兩種數(shù)值一樣，其他流體都不一致。因為水的密度是算流量時兩種數(shù)值一樣，其他流體都不一致。因為水的密度是1 1。管道常用計算公式 o管徑計算公式：管徑計算公式： （上冊（上冊171171頁）頁）o例：設某管線每天輸油量為例：設某管線每天輸油量為6190t6190t，輸送油的密度為，輸送油的密度為 流速為

9、流速為1.5/s1.5/s，求該管線內(nèi)徑？，求該管線內(nèi)徑？oD = = = 0.26m = 260mmD = = = 0.26m = 260mmo答：根據(jù)內(nèi)徑答：根據(jù)內(nèi)徑260260可選可選2732736.56.5的無縫鋼管。的無縫鋼管。od d 管道內(nèi)徑管道內(nèi)徑m m；oQ Q 輸油量；輸油量；op p 管內(nèi)介質(zhì)密度，管內(nèi)介質(zhì)密度，Kg/mKg/moV V 管內(nèi)流速，管內(nèi)流速，m/sm/st4G864009 . 05 . 114. 361904t4G333m/Kg109 . 0管道常用計算公式第四節(jié)第四節(jié) 管子熱膨脹計算管子熱膨脹計算o由于管線的安裝溫度多數(shù)不一致，若溫差較大，則因溫度變化引

10、由于管線的安裝溫度多數(shù)不一致，若溫差較大，則因溫度變化引起的脹縮量會導致其他變形和內(nèi)應力，還會涉及支承和安全問題，起的脹縮量會導致其他變形和內(nèi)應力，還會涉及支承和安全問題，因此如何準確的計算脹縮量、去考慮支承形式問題、選擇補償方因此如何準確的計算脹縮量、去考慮支承形式問題、選擇補償方式和補償條件等是管工應掌握的基礎知識。式和補償條件等是管工應掌握的基礎知識。管道常用計算公式 o膨脹量計算公式膨脹量計算公式（上冊172頁）oL=.L.tL=.L.to式中 L膨脹量，m；o管子材料的線膨脹系數(shù)， 或直接取1/。o鋼1.210-5，（ 0.012mm即每度1道）銅1.6510-5，鋁2.410-5

11、。ot工作溫度與安裝溫度之差，。管道常用計算公式 o例例4 4某段某段2Km2Km供暖管線，施工溫度供暖管線，施工溫度2020。最高工作溫度。最高工作溫度6060，試求熱，試求熱膨脹量。膨脹量。o解：已知解：已知t t2 2=60 t=60 t1 1=20 t=60-20=70=20 t=60-20=70oL=2000mL=2000m，供熱管一般為鋼管，供熱管一般為鋼管=1.2=1.21010-5-5/o把數(shù)據(jù)帶入把數(shù)據(jù)帶入oL=.L.tL=.L.to =1.2 =1.21010-5-520002000（60-2060-20）=0.96=0.96（m m）o答：這段管的總膨脹量為答：這段管的總

12、膨脹量為0.96m.0.96m.管道常用計算公式第五節(jié)第五節(jié) 線自然補償（線自然補償（L L型）的計算型）的計算o在管道安裝時，必須考慮熱應力過高帶來的危害。如果限制因溫差導在管道安裝時，必須考慮熱應力過高帶來的危害。如果限制因溫差導致的變形量，則管子本身會產(chǎn)生巨大的內(nèi)應力，這種應第五節(jié)致的變形量，則管子本身會產(chǎn)生巨大的內(nèi)應力，這種應第五節(jié) 線自線自然補償（然補償（L L型）的計算型）的計算o力稱熱應力，它會與內(nèi)部流體壓力一起聯(lián)合作用加大管子的破壞和支力稱熱應力，它會與內(nèi)部流體壓力一起聯(lián)合作用加大管子的破壞和支承的破壞。因此必須采取應對措施，這些措施包括采用活動管托，管承的破壞。因此必須采取應

13、對措施，這些措施包括采用活動管托，管夾、采用熱補償。熱補償又分自然補償和補償器補償。所謂自然補償夾、采用熱補償。熱補償又分自然補償和補償器補償。所謂自然補償就是利用管線某一彎曲管段的彈性變形，來吸收另一管段的變形量的就是利用管線某一彎曲管段的彈性變形，來吸收另一管段的變形量的方法。其彎曲部位就稱自然補償器。利用自然補償器補償管線長短變方法。其彎曲部位就稱自然補償器。利用自然補償器補償管線長短變化，稱線自然補償。常見的自然補償器有化，稱線自然補償。常見的自然補償器有L L型、型、Z Z型、型、U U型及混合型，但型及混合型，但其基本型是其基本型是L L型。（見圖一）。所以我們先掌握好型。（見圖一

14、）。所以我們先掌握好L L型線自然補償?shù)挠嬓途€自然補償?shù)挠嬎?。算。管道常用計算公?M M、計算公式：、計算公式： m m（上冊（上冊172172頁）頁）o式中式中L L1 1短臂長，短臂長，m m；o LL長臂長臂L L2 2的伸長量的伸長量=.L=.L2 2.tmm.tmmo D D管子外徑，管子外徑，mm mm 。o例例5 5如圖所示如圖所示( (下篇）管線，下篇）管線，L L2 2長長500m500m，施工溫度，施工溫度2020，工作溫度，工作溫度8080，求求L L1 1的長度。解：已知的長度。解：已知L L2 2=500m D=60mm t=80-20=60=500m D=60mm

15、 t=80-20=60，oL=500L=5001.21.21010-5-560=0.36m=360mm60=0.36m=360mmo將已知條件代入公式將已知條件代入公式:M:Mo答：管段答：管段L L1 1取長取長9.510m9.510m較合適。（一般不得小于計算值）較合適。（一般不得小于計算值）300DL1 . 1L1管道常用計算公式技師專業(yè)知識o 603.5 無縫鋼管管道常用計算公式第六節(jié) 管道強度計算管道強度計算o管道強度計算就是對已知管道進行強度校核或根據(jù)給定材料確定管管道強度計算就是對已知管道進行強度校核或根據(jù)給定材料確定管子的壁厚。子的壁厚。o管道強度計算分別計算環(huán)向應力、溫度應力

16、、軸向應力和綜合應力。管道強度計算分別計算環(huán)向應力、溫度應力、軸向應力和綜合應力。o一、管道環(huán)向應力。環(huán)向應力是因管內(nèi)流體壓力使管壁周向引起的一、管道環(huán)向應力。環(huán)向應力是因管內(nèi)流體壓力使管壁周向引起的應力應力nn。on=n= o式中式中pp流體壓力，流體壓力，MPaMPa；（上；（上173173、下、下4242頁頁odd管子內(nèi)徑，管子內(nèi)徑，mmmm；o管子壁厚，管子壁厚，mmmm；2pd管道常用計算公式 o例例6 6某管線管子規(guī)格為某管線管子規(guī)格為3773777 7，設計壓力為，設計壓力為4.8 MPa4.8 MPa，求環(huán)向應力。，求環(huán)向應力。o解：已知解：已知p=4.8 MPa d=377-

17、2p=4.8 MPa d=377-27=363mm =7mm7=363mm =7mmo把已知條件代入公式把已知條件代入公式 n= =124.46MPan= =124.46MPao答：所求管線的環(huán)向應力為答：所求管線的環(huán)向應力為124.46MPa124.46MPa。723638 . 4管道常用計算公式管線軸向應力的計算o管線軸向應力計算公式：管線軸向應力計算公式：o 管線的軸向應力（正值為拉應力，負值為壓應力），管線的軸向應力（正值為拉應力，負值為壓應力），MPa;oE 鋼材的彈性模量：鋼材的彈性模量：oa鋼材的線性膨脹系數(shù)：鋼材的線性膨脹系數(shù)： ，o 管線安裝溫度，管線安裝溫度， o 管線工作

18、溫度，管線工作溫度， o 管線環(huán)向應力，管線環(huán)向應力，MPa;o 泊松比，取泊松比，取0.3.n10a)tEa(t;MPa1006. 25，5102 . 10t1tann管道常用計算公式溫度應力計算溫度應力計算o二、溫度應力二、溫度應力tt。溫度應力就是因熱脹冷縮，而管又固定死不能伸。溫度應力就是因熱脹冷縮，而管又固定死不能伸縮，使管子內(nèi)部產(chǎn)生的壓或拉應力縮，使管子內(nèi)部產(chǎn)生的壓或拉應力t,t,單位單位MPaMPa。ot=.E.t t=.E.t o式中：式中：o管材的線膨脹系數(shù)。鋼取管材的線膨脹系數(shù)。鋼取1.21.21010-5-5/；oEE管材的彈性系數(shù)，鋼的管材的彈性系數(shù)，鋼的E E為為2.

19、062.0610105 5MPaMPa；ott工作溫度工作溫度t t2 2 與施工溫度與施工溫度t t1 1之差，之差，。管道常用計算公式 例例7 7某油罐出油管為某油罐出油管為1591594.54.5，材料，材料Q235Q235，操作溫度，操作溫度6868，施工溫度，施工溫度1818，當管線在罐前當管線在罐前11處被固定時，求管線的溫度應力及對罐的推力。處被固定時，求管線的溫度應力及對罐的推力。o解：已知解：已知t t2 2 =68 =68，t t1 1 =18 =18，oD D外外=159mm =159mm ，d d內(nèi)內(nèi)=150mm =150mm ，E=2.06E=2.0610105 5M

20、PaMPa；o將已知條件代入公式：將已知條件代入公式：t=68-18=50 t=68-18=50 o A= =2180mm A= =2180mm2 2ot=.E.tt=.E.to=1.2=1.21010-5-52.062.0610105 550=123.6MPa50=123.6MPao對罐的推力對罐的推力F=t.A=123.6F=t.A=123.62180=269448N=269.45KN2180=269448N=269.45KNo答：管的溫度應力為答：管的溫度應力為123.6MPa123.6MPa，管對罐的推力，管對罐的推力F F為為269.45KN269.45KN。)(422dD 管道常用

21、計算公式 o三、管的軸向應力三、管的軸向應力aa（下冊（下冊4343頁）。管的軸向應力是管的溫度應力和頁）。管的軸向應力是管的溫度應力和環(huán)向應力對軸向應力的影響之和，（對研究對象，拉為正，壓為負。）環(huán)向應力對軸向應力的影響之和，（對研究對象，拉為正，壓為負。）溫度應力是熱脹為負（壓），冷縮為正（拉），環(huán)向應力影響是正溫度應力是熱脹為負（壓），冷縮為正（拉），環(huán)向應力影響是正（拉），因為流體壓力使管外脹，管有變短的傾向。（拉），因為流體壓力使管外脹，管有變短的傾向。oa=.E.t+.n a=.E.t+.n 式中式中泊松比（橫向變形系數(shù)）取泊松比（橫向變形系數(shù)）取0.30.3ott必須取必須取t

22、t1 1- t- t2 2。o說明：說明：tt是施工溫度減工作溫度，保留差的正負號。是施工溫度減工作溫度，保留差的正負號。以定前項是拉還以定前項是拉還是壓。即前項正，軸向力的溫度應力為拉應力，也就是工作溫度低于是壓。即前項正，軸向力的溫度應力為拉應力，也就是工作溫度低于施工溫度。施工溫度。管道常用計算公式四、管道應力核算o由于管子受力情況復雜，其主要破壞應力為環(huán)向應力和軸向應力，其由于管子受力情況復雜，其主要破壞應力為環(huán)向應力和軸向應力，其破壞機理，對于塑性材料來講，屬于第三強度理論解決。破壞機理，對于塑性材料來講，屬于第三強度理論解決。o根據(jù)第三強度理論的公式根據(jù)第三強度理論的公式 =1 1

23、-3 3相當于管子應力相當于管子應力n-a.n-a.（下（下冊冊4343頁）頁）o所以核算公式（強度條件）為：所以核算公式（強度條件）為：o=n-a=n-ao式中式中核算應力核算應力MPaMPa，nn和和aa分別是環(huán)向應力和軸向應力。分別是環(huán)向應力和軸向應力。o管子的許用應力管子的許用應力=0.9s=0.9s。ss為材料的屈服強度極限。為材料的屈服強度極限。o注意：不管什么正應力，拉都為正，壓都為負。注意：不管什么正應力，拉都為正，壓都為負。管道常用計算公式 o例例8 8某管線需用某管線需用60604 4的管子，施工時的溫度為的管子，施工時的溫度為1212，工作溫度，工作溫度7070，工作壓力

24、工作壓力16MPa16MPa，試問選用，試問選用Q235AFQ235AF材質(zhì)管能否滿足強度。（材質(zhì)管能否滿足強度。（Q235AFQ235AF的的s=235 MPas=235 MPa）o解：已知解：已知t t2 2=70 t=70 t1 1=12 P=16MPa d=60-2=12 P=16MPa d=60-24=5.2cm =4 cm4=5.2cm =4 cmo先求先求n = = =104 MPan = = =104 MPao再求再求a = Ea = E（t t1 1-t-t2 2）+n+no=2.06=2.0610105 51.21.21010-5-5（12-7012-70）+104+104

25、0.3 =-143.4+31.2=-112.2 0.3 =-143.4+31.2=-112.2 MPaMPao代入計算公式代入計算公式o=n-a=n-a =104- =104-（-112.2-112.2）=216.2 MPa=216.2 MPao因因 =0.9s=235 =0.9s=2350.9=211.5 MPa0.9=211.5 MPao即即 o答該管從理論上不能滿足強度。答該管從理論上不能滿足強度。2pd425216管道常用計算公式五、管道壁厚的計算五、管道壁厚的計算o求管壁厚，考慮到各種受力情況，通過比較簡化的實用計算式進行計算。求管壁厚，考慮到各種受力情況，通過比較簡化的實用計算式進

26、行計算。o mm mm o式中式中 PP工作壓力工作壓力MPaMPa；o DD管子外徑，管子外徑，mmmm；o 管子的許用應力管子的許用應力=F.s.=F.s.o F F為設計常數(shù)：野外取為設計常數(shù)：野外取0.720.72；站廠內(nèi)取；站廠內(nèi)取0.60.6，輸氣管線站廠外取，輸氣管線站廠外取0.60.6，廠站內(nèi)取，廠站內(nèi)取0.50.5，o 為焊縫系數(shù)：無縫管取為焊縫系數(shù)：無縫管取1.01.0，一般螺旋管取，一般螺旋管取0.90.9。o CC為腐蝕余量。對腐蝕性介質(zhì)一般取為腐蝕余量。對腐蝕性介質(zhì)一般取0.50.90.50.9。 CPD2管道常用計算公式 o例例9 9現(xiàn)有一批現(xiàn)有一批Q235Q235

27、管材，規(guī)格為管材，規(guī)格為2732736.56.5的螺旋焊接管，試計算。的螺旋焊接管，試計算?？茨芊裼迷诠ぷ鲏毫榭茨芊裼迷诠ぷ鲏毫?.4MPa6.4MPa的輸油管線和輸氣管線上？的輸油管線和輸氣管線上？o解：根據(jù)題給條件，先求許用應力解：根據(jù)題給條件，先求許用應力 =F.s. =F.s.，假設在站外，假設在站外F F油油=0.72=0.72，F(xiàn) F氣氣=0.6=0.6o油油=0.72=0.722352350.9=152.3MPa0.9=152.3MPao氣氣=0.6=0.62352350.9=126.9MPa0.9=126.9MPao同取同取C C為為0.50.5o則則油油= =6.2mm=

28、 =6.2mm，o氣氣= =7.4mm= =7.4mm，o所求所求油油=6.2mm=6.2mm管子的壁厚管子的壁厚6.5 mm6.5 mm，能用。，能用。3 .15222734 . 69 .12622734 . 6管道常用計算公式 o氣氣=7.4mm=7.4mm管子的壁厚管子的壁厚6.5 mm6.5 mm，不能用。，不能用。o答：這批答：這批Q235 273Q235 2736.56.5的焊管能用在壓力為的焊管能用在壓力為6.4MPa6.4MPa的輸油管線上，的輸油管線上，但不能用在但不能用在6.4MPa6.4MPa的輸氣管線上。的輸氣管線上。管道常用計算公式第七節(jié)第七節(jié) 管線允許跨度的計算管線

29、允許跨度的計算o管線的固定和支承，不管是跨溝過路，還是架空布線都涉及管線的跨管線的固定和支承，不管是跨溝過路，還是架空布線都涉及管線的跨度問題。所謂跨度計算，就是在考慮度問題。所謂跨度計算，就是在考慮1 1管重、管重、2 2介質(zhì)重、介質(zhì)重、3 3管外防腐保溫管外防腐保溫材料重以及材料重以及4 4雨雪影響，甚至維護時的雨雪影響，甚至維護時的5 5人、人、6 6物重量、物重量、7 7風力、風力、8 8抗震影抗震影響等因素響等因素, ,計算出兩支承點的最大允許距離計算出兩支承點的最大允許距離L L。管道常用計算公式 o公式公式 L L0 0= (= (下冊下冊4444頁）頁）o式中式中L L0 0管

30、線允許跨度，管線允許跨度，m m；o 管材的許用應力管材的許用應力MPaMPa；（；（N/mmN/mm2 2）oWW管子的抗彎截面系數(shù)管子的抗彎截面系數(shù)cmcm3 3，oW =0.098W =0.098oDD管子外徑管子外徑cmcm。odd管子內(nèi)徑管子內(nèi)徑cmcm。oK K0 0彎距系數(shù)，（支墩少于彎距系數(shù)，（支墩少于3 3個取個取0.1250.125；支墩大于；支墩大于7 7個取個取0.1060.106；4 4個支墩取個支墩取0.10.1；5 5個支墩取個支墩取0.1070.107；6 6個支墩取個支墩取0.105.0.105.）qq單位長度管線的重量單位長度管線的重量= =管子管子重量重量

31、+ +介質(zhì)重量介質(zhì)重量+ +防腐保溫材料重量防腐保溫材料重量+ +其他力等，其他力等，N/mN/m。（即單位載荷。（即單位載荷）o運用公式時注意單位：運用公式時注意單位： 用用MPaMPa，D D，d d用用cmcm得得W W的單位的單位cmcm3 3，q q用用N/mN/m，正，正好得好得L L0 0的單位為的單位為m m。若全部長度單位用。若全部長度單位用m m，則，則 用用10106 6PaPa也行，但在求也行，但在求q q時時應全部用應全部用m m。 qkw0DdD44管道常用計算公式 o例例10101141144 4的輸油管線，需跨過的輸油管線，需跨過8 m8 m寬的路，兩個支墩位于

32、路兩寬的路，兩個支墩位于路兩邊外，間距共邊外，間距共12m12m，問管線跨過這，問管線跨過這12m12m間距，強度夠否？間距，強度夠否？o（已知管內(nèi)介質(zhì)密度（已知管內(nèi)介質(zhì)密度860 kg860 kg，三防結(jié)構(gòu)材料為，三防結(jié)構(gòu)材料為30N/m30N/m）o解：已知解：已知D=11.4 cm D=11.4 cm （0.114m0.114m） d=10.6cm d=10.6cm （0.106m0.106m） o油油=860kg/m=860kg/m3 3, , 鋼鋼=7850kg/m=7850kg/m3 3, ,）o則則W =W = = = 36.7cm = = 36.7cm3 3（36.736.71

33、010-6-6m m3 3）oq=q=（D-dD-d）鋼鋼g+g+油油g+30g+30o=3.14=3.14（0.114-0.0040.114-0.0040.0040.004785078509.8+9.8+0.1060.1062 28608609.8+309.8+30o=210.62 Nm=210.62 NmDdD444 .116 .104 .1144管道常用計算公式 o取取=141 MPa=141 MPa； K K0 0=0.125=0.125o得得L L0 0=14m=14mo若若w w用用m m3 3，則，則L L0 0=14m=14mo答：該管線允許的最大跨度為答：該管線允許的最大跨度

34、為14 m14 m，對于現(xiàn)有過路支墩，對于現(xiàn)有過路支墩12 m12 m的間距條的間距條件，強度足夠。件，強度足夠。管道常用計算公式第八節(jié)第八節(jié) 盲板強度計算盲板強度計算o在管道施工過程中，經(jīng)常遇到分段施工分別試壓或預留接口等，在管道施工過程中，經(jīng)常遇到分段施工分別試壓或預留接口等，都涉及到盲板的選用問題，或盲法蘭（法蘭蓋）的選用問題。都涉及到盲板的選用問題，或盲法蘭（法蘭蓋）的選用問題。（上冊（上冊175175頁）頁）o盲板的選用從強度方面考慮的主要因素是厚度盲板的選用從強度方面考慮的主要因素是厚度，其計算公式為：，其計算公式為：o式中式中D D為盲板直徑（指同管內(nèi)徑相等的直徑）為盲板直徑（指

35、同管內(nèi)徑相等的直徑） PD4 . 0管道常用計算公式 oPP為介質(zhì)壓力，即工作壓力。為介質(zhì)壓力，即工作壓力。o盲板的許用應力盲板的許用應力=0.30.6s=0.30.6so例例1111某氣管某氣管4264268 8，設計壓力，設計壓力2.5MPa2.5MPa，求盲板厚度。（取材，求盲板厚度。（取材為為Q235Q235）o解：已知解：已知D=426-2D=426-28=410mm P=2.5 MPa =2358=410mm P=2.5 MPa =2350.6=141 0.6=141 MPaMPao代入代入 =0.4=0.4410410=21.8 mm=21.8 mmo答：可選板厚為答：可選板厚為

36、22 mm22 mm的的Q235Q235鋼板。鋼板。 PD4 . 0管道常用計算公式第九節(jié)第九節(jié) 封頭強度計算封頭強度計算o封頭是筒形設備的端頭部分，凡是端頭部分與筒體焊接成不可拆的稱封頭是筒形設備的端頭部分，凡是端頭部分與筒體焊接成不可拆的稱為封頭。而用法蘭連接成可拆的稱端蓋，這類設備屬管線的相關(guān)設備。為封頭。而用法蘭連接成可拆的稱端蓋，這類設備屬管線的相關(guān)設備。o常見封頭的形式有：常見封頭的形式有：1 1半球形、半球形、2 2橢圓形、橢圓形、3 3碟形、碟形、4 4錐形及錐形及5 5平板形。前平板形。前三種又稱凸形封頭。三種又稱凸形封頭。o半球形封頭力學性能好，但制造困難，一般用于壓力較高

37、，直徑較大半球形封頭力學性能好，但制造困難，一般用于壓力較高，直徑較大的中高壓容器。的中高壓容器。o橢圓形封頭是半橢球和一段短圓筒組成（由一塊板沖壓成），雖然應橢圓形封頭是半橢球和一段短圓筒組成（由一塊板沖壓成），雖然應力情況比不上半球形，但比它易做，目前被廣泛采用于中低壓容器。力情況比不上半球形，但比它易做，目前被廣泛采用于中低壓容器。o碟形封頭，初看形似橢圓封頭，但它的弧面不是半橢球，而是一大弧碟形封頭，初看形似橢圓封頭，但它的弧面不是半橢球，而是一大弧面，周邊帶大彎角，與園筒短節(jié)相接，制造容易，甚至可以錘打制做，面，周邊帶大彎角，與園筒短節(jié)相接，制造容易，甚至可以錘打制做，但應力狀態(tài)不太

38、好，近年來慢慢被橢圓封頭取代。但應力狀態(tài)不太好，近年來慢慢被橢圓封頭取代。管道常用計算公式 o錐形封頭僅用于收集或卸除粘度較大的懸浮物料或固體物料的立錐形封頭僅用于收集或卸除粘度較大的懸浮物料或固體物料的立式筒體容器，制做較易。式筒體容器，制做較易。o平板形封頭最簡單，小尺寸高中低壓均適應，但材質(zhì)要求高，而平板形封頭最簡單，小尺寸高中低壓均適應，但材質(zhì)要求高，而且應對筒頭加強。下面為幾種封頭的強度計算公式，即求封頭板且應對筒頭加強。下面為幾種封頭的強度計算公式，即求封頭板厚的公式。（上冊厚的公式。（上冊175175頁）頁）管道常用計算公式 o平板接頭平板接頭o （臥罐用）（臥罐用）oPP臥罐的

39、設計壓力；臥罐的設計壓力；oRR封頭半徑；封頭半徑；oEE封頭材料的彈性模量（彈性系數(shù)：封頭材料的彈性模量（彈性系數(shù)：MpaMpa） o封頭材料的許用應力封頭材料的許用應力oCC封頭厚度附加量封頭厚度附加量o碟形封頭碟形封頭 o（標準型）（標準型）CEPR3275. 0 CPPD5 . 024 . 1內(nèi)管道常用計算公式 o式中式中P P、C C同上同上oD D內(nèi)內(nèi)塔或罐的內(nèi)徑，非標準應該用塔或罐的內(nèi)徑，非標準應該用RR弧面半徑?；∶姘霃?。o對于標準型對于標準型 R=DR=D內(nèi)內(nèi)o焊縫系數(shù)，一般取焊縫系數(shù)，一般取0.9.0.9.o橢圓封頭橢圓封頭 有關(guān)參數(shù)含義同上（標準型）有關(guān)參數(shù)含義同上（標準

40、型）o半球形封頭半球形封頭 有關(guān)參數(shù)同上有關(guān)參數(shù)同上 CP5 . 02PD內(nèi) CPPD4內(nèi)管道常用計算公式 第十節(jié)第十節(jié) 法蘭強度計算法蘭強度計算o法蘭是管線中常用的重要管件。也是壓力容器的重要附件。法蘭分壓法蘭是管線中常用的重要管件。也是壓力容器的重要附件。法蘭分壓力容器法蘭和管法蘭，二者各自有標準，即使公稱直徑相同的，這兩力容器法蘭和管法蘭，二者各自有標準，即使公稱直徑相同的，這兩種法蘭也不能代用。因為二者的連接尺寸不同。種法蘭也不能代用。因為二者的連接尺寸不同。o不管是平焊、對焊、活套還是螺紋式法蘭，其強度計算均涉及兩部分：不管是平焊、對焊、活套還是螺紋式法蘭，其強度計算均涉及兩部分：法

41、蘭厚度和法蘭螺栓，直徑的確定（按抗拉強度計算、螺紋內(nèi)徑處）。法蘭厚度和法蘭螺栓，直徑的確定（按抗拉強度計算、螺紋內(nèi)徑處）。管道常用計算公式 o螺栓法蘭的厚度計算公式和法蘭螺栓抗拉計算公式螺栓法蘭的厚度計算公式和法蘭螺栓抗拉計算公式o一、一、oa =a =ox= , M= x= , M= o式中式中法蘭厚法蘭厚oQQ螺栓拉力（載荷）螺栓拉力（載荷）oD D1 1法蘭螺栓孔中心線直徑法蘭螺栓孔中心線直徑（基圓直徑）（基圓直徑）oD D2 2法蘭螺紋中徑法蘭螺紋中徑 2DQax72. 52DD211M12DD管道常用計算公式 oDD法蘭外徑法蘭外徑o法蘭材料許用應力法蘭材料許用應力o二、螺栓直徑（內(nèi)徑）計算式二、螺栓直徑（內(nèi)徑）計算式od= d= o式中式中 QQ螺栓載荷（拉力）螺栓載荷（拉力）o螺栓材料許用應力。螺栓材料許用應力。o求出螺栓內(nèi)徑后，再查表確定螺栓規(guī)格，再定法蘭螺孔